Koolstoffeiten - Atoomnummer 6 of C
Chemische en fysische eigenschappen van koolstof
Grafiet en diamant zijn twee vormen of allotropen van het element koolstof. Jeffrey Hamilton / Getty Images
Koolstof is het element met atoomnummer 6 op het periodiek systeem met symbool C. Dit niet-metalen element is de sleutel tot de chemie van levende organismen, voornamelijk vanwege zijn vierwaardige toestand, waardoor het vier covalente chemische bindingen met andere atomen kan vormen. Hier zijn feiten over dit belangrijke en interessante element.
Basisfeiten over koolstof
Atoomgetal : 6
Symbool: C
Atoomgewicht : 12.011
Ontdekking: Koolstof bestaat vrij in de natuur en is al sinds de prehistorie bekend. De vroegst bekende vormen waren houtskool en roet. Diamanten waren in China al in 2500 BCE bekend. De Romeinen wisten houtskool van hout te maken door het in een afgedekte bak te verhitten om lucht buiten te sluiten. René Antoine Ferchault de Réaumur toonde aan dat ijzer in 1722 werd omgezet in staal door de absorptie van koolstof. In 1772 toonde Antoine Lavoisier aan dat diamanten koolstof waren door diamant en houtskool te verhitten en de vrijgekomen koolstofdioxide per gram te meten.
Elektronen configuratie: [Hij]2stwee2ptwee
Woord oorsprong: Latijns koolhydraatarm , Duitse Kohlenstoff, Franse carbone: kolen of houtskool
isotopen: Er zijn zeven natuurlijke isotopen van koolstof. In 1961 nam de International Union of Pure and Applied Chemistry de isotoop koolstof-12 aan als basis voor atoomgewichten. Koolstof-12 is goed voor 98,93% van de natuurlijk voorkomende koolstof, terwijl koolstof-13 de andere 1,07% vormt. Biochemische reacties gebruiken bij voorkeur koolstof-12 boven koolstof-13. Koolstof-14 is een radio-isotoop dat van nature voorkomt. Het wordt gemaakt in de atmosfeer wanneer kosmische straling in wisselwerking staat met stikstof. Omdat het een korte halfwaardetijd heeft (5730 jaar), is de isotoop bijna afwezig in gesteenten, maar het verval kan worden gebruikt voor radiokoolstofdatering van organismen. Er zijn vijftien isotopen van koolstof bekend.
Eigendommen: Koolstof wordt in de natuur in drieën vrij gevonden allotrope vormen : amorf (lampzwart, beenderzwart), grafiet en diamant. Men denkt dat er een vierde vorm, 'witte' koolstof, bestaat. Andere allotropen van koolstof zijn grafeen, fullerenen en glasachtige koolstof. Diamant is een van de hardste stoffen, met een hoog smeltpunt en brekingsindex. Grafiet daarentegen is extreem zacht. De eigenschappen van koolstof hangen grotendeels af van zijn allotroop.
Toepassingen: Koolstofvormen talrijke en gevarieerde verbindingen met onbeperkte toepassingen. Vele duizenden koolstofverbindingen zijn een integraal onderdeel van levensprocessen. Diamant wordt gewaardeerd als edelsteen en wordt gebruikt voor snijden, boren en als lagers. Grafiet wordt gebruikt als smeltkroes voor het smelten van metalen, in potloden, voor roestbescherming, voor smering en als moderator voor het vertragen van neutronen voor atoomsplitsing. Amorfe koolstof wordt gebruikt voor het verwijderen van smaken en geuren.
Elementclassificatie: Niet-metaal
Toxiciteit : Zuivere koolstof wordt als niet-toxisch beschouwd. Het kan worden gegeten als houtskool of grafiet of worden gebruikt om tatoeage-inkt te bereiden. Inademing van koolstof irriteert echter het longweefsel en kan leiden tot longziekte. Koolstof is essentieel voor het leven, omdat het de bouwsteen is voor eiwitten, nucleïnezuren, koolhydraten en vetten.
Bron : Koolstof is het vierde meest voorkomende element in het heelal, na waterstof, helium en zuurstof. Het is het 15e meest voorkomende element in de aardkorst. Het element vormt zich in reuzen- en superreussterren via het drievoudige alfaproces. Wanneer sterren als supernova's sterven, wordt koolstof door de explosie verstrooid en wordt het onderdeel van de materie die in nieuwe sterren en planeten wordt geïntegreerd.
Koolstoffysische gegevens
Dichtheid (g/cc): 2,25 (grafiet)
Smeltpunt (K): 3820
Kookpunt (K): 5100
Uiterlijk: dicht, zwart (carbon black)
Atoomvolume (cc/mol): 5.3
Ionische straal : 16 (+4e) 260 (-4e)
Specifieke hitte (@20°C J/gmol): 0,711
Debye-temperatuur (°K): 1860,00
Pauling Negativiteit Nummer: 2.55
Eerste ioniserende energie (kJ/mol): 1085,7
Oxidatie Staten : 4, 2, -4
Rasterstructuur: Diagonaal
Roosterconstante (Å): 3,570
Kristal structuur: zeshoekig
Elektronegativiteit: 2.55 (Pauling-schaal)
Atoomstraal: 70 uur
Atoomstraal (berekend): 67 uur
Covalente straal : 77 uur
Van der Waals Radius : 170 uur
Magnetische Bestelling: diamagnetisch
Thermische geleidbaarheid (300 K) (grafiet): (119–165) W·m−1·K−1
Thermische geleidbaarheid (300 K) (diamant): (900–2320) W·m−1·K−1
Thermische diffusie (300 K) (diamant): (503-1300) mm²/s
Mohs-hardheid (grafiet): 1-2
Mohs-hardheid (diamant): 10.0
CAS-registratienummer: : 7440-44-0
Quiz: Klaar om uw kennis over koolstoffeiten te testen? neem deQuiz over koolstoffeiten
Terug keren naar de Periodiek systeem van elementen
bronnen
- Deming, Anna (2010). 'Koning van de elementen?'. Nanotechnologie . 21 (30): 300201. doi: 10.1088/0957-4484/21/30/300201
- Lide, D.R., uitg. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86e ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- West, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics . Boca Raton, Florida: Uitgeverij Chemical Rubber Company. blz. E110. ISBN 0-8493-0464-4.